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Determinación de la fórmula empírica y molecular 0001

La hexametilendiamina (M = 116,2) es un compuesto que contiene solo
carbono, hidrógeno y nitrógeno y se usa en la producción de nailon. Cuando se
queman 6,315 g de hexametilendiamina con oxígeno se obtienen 14,36 g de dióxido de carbono y 7,832 g de agua. Determina las fórmulas empírica y molecular de la hexametilendiamina.

SOLUCIÓN

Todo el carbono del compuesto orgánico de partida se transforma en CO_2 y todo el hidrógeno en H_2O tras la combustión.
a) Calculamos los moles de compuesto orgánico que quemamos:

6,315\ g\ C_xH_yN_z\cdot \frac{1\ mol}{116,2\ g} = 0,054\ mol\ C_xH_yN_z


b) Determinamos los moles de CO_2 que se obtienen:

14,36\ g\ CO_2\cdot \frac{1\ mol}{44\ g} = 0,326\ mol\ CO_2


Esto quiere decir que los moles de compuesto orgánico deben ser iguales que los moles de carbono, puesto que el CO_2 solo tiene un átomo de carbono en su composición:

0,054x = 0,326\ \to\ x = \frac{0,326}{0,054} = \bf 6


c) Ahora hacemos lo mismo para el hidrógeno que contiene el compuesto orgánico, pero teniendo en cuenta que el agua tiene dos átomos de H en su composición:

7,832\ g\ H_2O\cdot \frac{1\ mol}{18\ g} = 0,435\ mol\ H_2O


0,054x = 0,435\cdot 2\ \to\ x = \frac{0,87}{0,054} = \bf 16


Ahora solo nos queda determinar el valor de "z" y lo hacemos a partir del dato de la masa molecular del compuesto:

12\cdot 6 + 16\cdot 1 + 14z = 116,2\ \to\ z = 2


La fórmula molecular de nuestro compuesto orgánico será: \bf C_6H_{16}N_2
La fórmula empírica (o mínima) es, por lo tanto, \bf C_3H_8N

 

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